為半導(dǎo)體續(xù)命 布魯克海文實(shí)驗(yàn)室突破1nm制程工藝
黑科技來了!當(dāng)Intel、TSMC及三星都在制程之路上越走越難,眼看止步5nm工藝的時候,美國布魯克海文國家實(shí)驗(yàn)室的科研人員放出了必殺招,再次將工藝制程壓縮到了1nm。
這是由美國能源部DOE的布魯克海文國家實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)下的世界記錄,他們制造了一個尺寸為1nm的印刷設(shè)備,通過電子束印刷實(shí)現(xiàn),并不是我們常見的光刻印刷技術(shù)。更重要的是,這套電子束印刷通過電子顯微鏡實(shí)現(xiàn),電子敏感性材料在聚焦電子束的幫助下尺寸得以縮小,以至于單原子可以被超控,材料性能也被極大的改變,實(shí)現(xiàn)從導(dǎo)電到光電傳輸兩種狀態(tài)的交互傳輸。
其中1nm印刷使用的STEM掃描投射電子顯微鏡來實(shí)現(xiàn),每一平方毫米能實(shí)現(xiàn)1萬億個特征點(diǎn)features密度,通過修正,STEM在5nm半柵極和氫氧硅酸鹽類抗蝕劑下實(shí)現(xiàn)2nm分辨率。
不過布魯克海文實(shí)驗(yàn)室的研究距離量產(chǎn)還有很長距離,他們所用的材料并非硅基半導(dǎo)體而是聚甲基丙烯酸甲酯,光刻工藝使用的是電子束而非激光,但接下來方向已經(jīng)非常明確,硅基材料試驗(yàn)已經(jīng)被提上議程。
其實(shí)早在去年,同屬美國能源部的勞倫斯伯克利國家實(shí)驗(yàn)室也宣布達(dá)到了1nm工藝,方式是通過納米碳管和二硫化鉬實(shí)現(xiàn)。如果需要投入商業(yè)量產(chǎn),第一件事就是淘汰現(xiàn)有的激光光刻設(shè)備,無論哪家企業(yè)都承受不起這樣的沖擊,但至少實(shí)驗(yàn)室1nm的成功研制告訴了大伙,半導(dǎo)體還有很長的路可以走,應(yīng)該能撐到傳說中的The Machine或者量子計(jì)算機(jī)來救命。